UA119881U

UA119881U - DISC BIOFILTER

Info

Publication number: UA119881U
Application number: UAU201704483U
Authority: UA
Inventors: Ярослав Анатолійович Боровий; Олександр Анатолійович Андрєєв; Валентина Євгенівна Борова; Микола Антонович Віднічук; Роман Вікторович Ніколайчук; Арсен Вікторович Мороз; Максим Васильович Свистун; Володимир Ігорович Ковба
Priority date: 2017-05-05
Filing date: 2017-05-05
Publication date: 2017-10-10

Abstract

Дисковий біофільтр містить корпус, дисковий барабан, який виконаний з можливістю обертання навколо своєї осі, лоток для подачі води. В корпусі розташовані один над одним декілька дискових барабанів, диски яких входять в щілини між дисками інших дискових барабанів. Між дисками розміщені формувальні патрубки, які закріплені на корпусі, лоток для подачі води розміщений над верхнім барабаном. Лоток для подачі води розміщений над частиною змочувальної поверхні дискових барабанів. Дно лотка виконане перфорованим і площа отворів перфорації зменшується в напрямку обертання дискових барабанів. Формувальні патрубки розміщені в щілинах між дисками вздовж їх поперечних горизонтальних осей і їх товщина перевищує товщину дисків, поверхня патрубків виконана хвилеподібною.The disk biofilter contains a housing, a disk drum which is configured to rotate about its axis, a tray for supplying water. There are several disc drums above each other, the disks of which are slotted between the discs of other disc drums. Between the disks are molded nozzles, which are mounted on the housing, the tray for water supply is located above the upper drum. The water supply tray is located above part of the wetting surface of the disc drums. The bottom of the tray is perforated and the area of the perforation holes is reduced in the direction of rotation of the disk drums. Forming nozzles are placed in the cracks between the disks along their transverse horizontal axes and their thickness exceeds the thickness of the disks, the surface of the nozzles is made wavy.

Description

Корисна модель належить до пристроїв для очистки стічних вод від органічних та неорганічних забруднень і може використовуватися для біохімічного очищення води.The utility model belongs to devices for cleaning wastewater from organic and inorganic pollutants and can be used for biochemical water purification.

Відомий пристрій для біохімічного очищення стічних та природних вод, що містить корпус, в якому розміщені на горизонтальному валу диски, які обертаються навколо своєї осі за допомогою засобу обертання, який відрізняється тим, що горизонтальні вали з дисками розміщені в секціях, на які поділений корпус, як засіб обертання валів служить мотор-редуктор, який забезпечує швидкість обертання валів до 45 об./хв., при цьому корпус обладнаний по периметру бонами та спеціальним конструктивним елементом, верхня частина якого править за повітровідбійник, а нижня - за хвилевідбійник (Патент України на корисну модель Мо 45441,A known device for the biochemical treatment of sewage and natural water, containing a housing in which disks are placed on a horizontal shaft, which rotate about their axis by means of a rotation means, which is characterized in that the horizontal shafts with disks are placed in sections into which the housing is divided, as a means of rotation of the shafts is a motor-reducer, which ensures the speed of rotation of the shafts up to 45 rpm, while the body is equipped along the perimeter with booms and a special structural element, the upper part of which serves as an air baffle, and the lower one - as a wave breaker (Patent of Ukraine on useful model Mo 45441,

СО2Е 3/06, 10.11.2009, Бюл. Мо 21, 2009 р).СО2Е 3/06, 10.11.2009, Bull. May 21, 2009).

Недоліками пристрою є те, що в ньому не виключається повне заростання біоценозом щілин між дисками, не забезпечується формування на дисках оптимально товщини біоплівки і формування з неї хвилеподібних поверхонь, для збільшення площі контакту її з повітрям і водою, яка очищається, що знижує надійність і ефективність його використання.The disadvantages of the device are that it does not exclude the complete overgrowth of the gaps between the discs with biocenosis, does not ensure the formation of the optimal thickness of the biofilm on the discs and the formation of wavy surfaces from it, to increase the area of its contact with air and water, which is being purified, which reduces reliability and efficiency its use.

Найбільш близьким до пропонованого є відомий біофільтр з гідропневматичним обертанням, який складається з частково зануреного в очищувану воду дискового барабана на валу, що обертається на двох підшипниках, до торця (торців) барабана приєднані ємності з можливістю з одного боку від осі барабана наповнюватись водою, а з протилежного - наповнюватись у воді повітрям, вище від осі обертання барабана установлений лоток для подачі води самопливом або напірний трубопровід для подачі води в ємності від насоса чи ерліфта, з протилежного боку відносно подачі води виконаний трубопровід для подачі стисненого повітря під ємності, зовнішні стінки ємностей виконані з водоспрямувальними жолобами, дно кожної ємності має отвори, закриті зсередини еластичними зворотними клапанами (Деклараційний патент України на винахід Мо 58310, СО2Е 3/06, 15.07.2003, бюл. Мо 255. 7).The closest to the proposed one is the well-known biofilter with hydropneumatic rotation, which consists of a disc drum partially immersed in purified water on a shaft rotating on two bearings, containers are attached to the end (ends) of the drum with the possibility of being filled with water on one side of the axis of the drum, and on the opposite side - to fill the water with air, above the axis of rotation of the drum, a tray is installed for supplying water by gravity or a pressure pipeline for supplying water to the tank from a pump or air lift, on the opposite side relative to the water supply, a pipeline is made for supplying compressed air under the tank, the outer walls of the tank made with water-directing gutters, the bottom of each container has holes closed from the inside by elastic non-return valves (Declaratory patent of Ukraine for an invention Mo 58310, СО2Е 3/06, 15.07.2003, Bull. Mo 255. 7).

Недоліком біофільтра є великі площі приміщення, в якому ці біофільтри розміщуються при подаванні великих об'ємів води на очищення, в ньому не виключається повне заростання біоплівкою щілин між дисками, не забезпечується формування на дисках оптимально товщини біоплівки і формування з неї хвилеподібних поверхонь, для збільшення площі контакту її зThe disadvantage of the biofilter is the large area of the room in which these biofilters are placed when supplying large volumes of water for purification, it does not exclude the complete overgrowth of the gaps between the discs with a biofilm, the formation of the optimal thickness of the biofilm on the discs and the formation of wavy surfaces from it is not ensured, to increase its contact area with

Зо повітрям і водою, яка подається на очищення, не забезпечується аерація цієї води і контакт її з повітрям на всій поверхні біоплівки, прикріпленої до дисків, без використання додаткового обладнання, що знижує надійність і ефективність його використання.With the air and water supplied for cleaning, aeration of this water and its contact with air on the entire surface of the biofilm attached to the discs is not ensured without the use of additional equipment, which reduces the reliability and efficiency of its use.

В основу корисної моделі поставлена задача розробити такий дисковий біофільтр, в якому розташування в корпусі один над одним декількох дискових барабанів, диски яких входять в щілини між дисками інших дискових барабанів, розміщення при цьому між дисками формувальних патрубків, які закріплені на корпусі, крім того розміщення лотка для подачі води над верхнім барабаном лоток над частиною змочувальної поверхні дискових барабанів, виконання дна лотка перфорованим і зменшення площі отворів перфорації в напрямку обертання дискових барабанів, розміщення формувальних патрубків у щілинах між дисками вздовж їх поперечних горизонтальних осей, перевищення товщини патрубків товщини дисків, виконання поверхні патрубків хвилеподібною, дозволило б зменшити площу приміщення, в якому ці біофільтри розміщуються, при подаванні великих об'ємів стічної води на очищення, забезпечити формування на дисках оптимальну товщину біоплівки і формувати на неї хвилоподібні поверхні, для збільшення площі контакту її з повітрям і водою, яка подається на очищення, забезпечити аерацію цієї води і контакт її з повітрям на всій поверхні біоплівки, прикріпленої до дисків, без використання додаткового обладнання, що збільшує надійність і ефективність його використання.The basis of a useful model is the task of developing such a disk biofilter, in which the arrangement of several disk drums one above the other in the housing, the disks of which fit into the gaps between the disks of other disk drums, and the placement of forming nozzles between the disks, which are fixed on the housing, in addition to the placement a tray for water supply above the upper drum, a tray above the part of the wetting surface of the disc drums, making the bottom of the tray perforated and reducing the area of the perforation holes in the direction of rotation of the disc drums, placing forming nozzles in the gaps between the discs along their transverse horizontal axes, exceeding the thickness of the nozzles of the thickness of the discs, performing the surface of the nozzles is wavy, would allow to reduce the area of the room in which these biofilters are placed, when supplying large volumes of wastewater for cleaning, to ensure the formation of the optimal thickness of the biofilm on the discs and to form wavy surfaces on it, to increase the area of its contact with air and water supplied for cleaning, to ensure aeration of this water and its contact with air on the entire surface of the biofilm attached to the discs, without the use of additional equipment, which increases the reliability and efficiency of its use.

Поставлена задача вирішується тим, що дисковий біофільтр, що містить корпус, дисковий барабан, який виконаний з можливістю обертання навколо своєї осі, лоток для подачі води, в корпусі розташовані один над одним декілька дискових барабанів, диски яких входять в щілини між дисками інших дискових барабанів, при цьому між дисками розміщені формувальні патрубки, які закріпленні на корпусі, крім того лоток для подачі води розміщений над верхнім барабаном, над частиною змочувальної поверхні дискових барабанів, при цьому дно лотка виконане перфорованим і площа отворів перфорації зменшується в напрямку обертання дискових барабанів, формувальні патрубки розміщені в щілинах між дисками вздовж їх поперечних горизонтальних осей і їх товщина перевищує товщину дисків, поверхня патрубків виконана хвилеподібною.The task is solved by the fact that a disk biofilter containing a housing, a disk drum, which is made with the possibility of rotation around its axis, a tray for supplying water, several disk drums are located one above the other in the housing, the disks of which fit into the gaps between the disks of other disk drums , while forming nozzles are placed between the disks, which are fixed on the body, in addition, a tray for supplying water is placed above the upper drum, above a part of the wetting surface of the disk drums, while the bottom of the tray is perforated and the area of the perforation holes decreases in the direction of rotation of the disk drums, forming nozzles are placed in the gaps between the discs along their transverse horizontal axes and their thickness exceeds the thickness of the discs, the surface of the nozzles is wavy.

Розташування в корпусі один над одним декількох дискових барабанів, дозволяє зменшити площу приміщення, в якому ці біофільтри розміщуються, при подаванні великих об'ємів стічної 60 води на очищення, створити умови для аерації води, без використання додаткового обладнання, створює умови для окислення забруднень, сорбції нерозчинених, колоїдних і розчинених органічних забруднень на частині поверхні дисків, по якій стікає не суцільним потоком стічна вода, додаткового інтенсивного поглинанню кисню і окислення сорбованих забруднень на другій частині поверхні дисків, по якій не стікає ця вода.The arrangement of several disk drums one above the other in the housing allows to reduce the area of the room in which these biofilters are placed, when supplying large volumes of wastewater 60 for cleaning, to create conditions for aeration of water, without the use of additional equipment, creates conditions for oxidation of pollutants, sorption of undissolved, colloidal and dissolved organic pollutants on the part of the surface of the disks, along which wastewater flows in a non-continuous stream, additional intensive absorption of oxygen and oxidation of sorbed pollutants on the second part of the surface of the disks, along which this water does not flow.

Входження дисків у щілини між дисками інших дискових барабанів, дозволяє зменшити висоту фільтра при такій його конструкції, виключити повне заростання і забивання щілин між дисками шматками біоплівки, які відшаровуються в процесі експлуатації від робочої поверхні цих дисків.The entry of disks into the gaps between the disks of other disk drums allows to reduce the height of the filter with this design, to exclude complete overgrowth and clogging of the gaps between the disks with pieces of biofilm that peel off during operation from the working surface of these disks.

Розміщення між дисками формувальних патрубків, які закріплені на корпусі, дозволяє виключити в ньому повне заростання і забивання щілин між дисками шматками біоплівки, формувати її оптимальну товщину і площу, підтримувати ширину щілин між біоплівкою на сусідніх дисках.Placement between the disks of the forming nozzles, which are fixed on the housing, allows you to exclude complete overgrowth and clogging of the gaps between the disks with pieces of biofilm, to form its optimal thickness and area, and to maintain the width of the gaps between the biofilm on the neighboring disks.

Розміщення формувальних патрубків в щілинах між дисками вздовж їх поперечних горизонтальних осей, дозволяє їм забезпечити умови для формувати оптимальні параметри біоплівки на дисках барабана, так як при цьому диски сусідніх барабанів не входять у контакт з формувальними патрубками цього барабана.Placing the forming nozzles in the gaps between the discs along their transverse horizontal axes allows them to provide conditions for forming optimal parameters of the biofilm on the drum discs, since the discs of the neighboring drums do not come into contact with the forming nozzles of this drum.

Перевищення товщини формувальних патрубків товщини дисків, дозволяє формувати оптимальну товщину, підтримувати ширину щілин між біоплівкою на сусідніх дисках, які входять у щілини між дисками інших дискових барабанів.Exceeding the thickness of the forming nozzles of the thickness of the disks allows you to form the optimal thickness, maintain the width of the gaps between the biofilm on the adjacent disks, which enter the gaps between the disks of other disk drums.

Виконання поверхні формувальних патрубків хвилеподібною, дозволяє збільшити площу біоплівки на дисках і контакт її з стічною водою і повітрям.Making the surface of the forming nozzles wavy allows you to increase the area of the biofilm on the discs and its contact with wastewater and air.

Розміщення лотка для подачі води над верхнім барабаном над частиною змочувальної поверхні дискових барабанів, виконання при цьому дна лотка перфорованим із зменшенням площі отворів перфорації в напрямку обертання дискових барабанів, дозволяє рівномірно розподіляти подавання стічної води на частини поверхні дисків, по якій стікає стічна вода, для рівномірного навантаження на біоплівку на цих поверхнях.Placing the tray for water supply above the upper drum above the part of the wetting surface of the disk drums, while making the bottom of the tray perforated with a decrease in the area of the perforation holes in the direction of rotation of the disk drums, allows you to evenly distribute the supply of wastewater to the part of the surface of the disks on which the wastewater flows, for uniform load on the biofilm on these surfaces.

Все це підвищує надійність і ефективність використання дискового біофільтра.All this increases the reliability and efficiency of using a disk biofilter.

На фіг. 1 - зображений дисковий біофільтр, поперечний розріз; на фіг. 2 - дисковий біофільтр з фрагментом його порожнини з поздовжнім розрізом; на фіг. З - зображений фрагментIn fig. 1 - disk biofilter shown, cross section; in fig. 2 - disk biofilter with a fragment of its cavity with a longitudinal section; in fig. C - the depicted fragment

Зо формувального патрубка з дисками в розрізі; на фіг. 4 - зображене перфороване дно лотка.From the forming nozzle with disks in section; in fig. 4 - the perforated bottom of the tray is shown.

Дисковий біофільтр влаштований таким чином.The disk biofilter is arranged as follows.

Запропонований пристрій складається з корпусу 1, дискових барабанів 2, розташованих один над одним, з валами 3 і дисками 4 (піноскло, пінопласт, азбестоцемент...). Дискові барабани 2 виконані з можливістю обертання навколо своєї осі, при цьому їх диски 4 входять в щілини 5 між дисками інших дискових барабанів. На корпусі 1 розміщений над верхнім барабаном 2, над частиною змочувальної поверхні дисків 4 лоток 6 для подавання стічної води, при цьому дно 7 лотка виконане перфорованим і площа отворів 8 перфорації зменшується в напрямку обертання дискових барабанів 2. У щілинах 5 між дисками 4, вздовж їх поперечних горизонтальних осей, розміщені формувальні патрубки 9, які закріплені на корпусі 1. Товщина патрубків 9 перевищує товщину дисків 4, а поверхня виконана хвилеподібною. Корпус 1 споряджений опорами 10 і патрубком 11 для відведення очищеної води.The proposed device consists of a body 1, disk drums 2, located one above the other, with shafts 3 and disks 4 (foam glass, foam plastic, asbestos cement...). Disc drums 2 are made with the ability to rotate around their axis, while their discs 4 fit into the slots 5 between the discs of other disc drums. On the body 1, a tray 6 for supplying waste water is placed above the upper drum 2, above a part of the wetting surface of the discs 4, while the bottom 7 of the tray is perforated and the area of the perforation holes 8 decreases in the direction of rotation of the disc drums 2. In the gaps 5 between the discs 4, along of their transverse horizontal axes, forming nozzles 9 are placed, which are fixed on the body 1. The thickness of the nozzles 9 exceeds the thickness of the disks 4, and the surface is wavy. Housing 1 is equipped with supports 10 and a nozzle 11 for draining purified water.

Дисковий біофільтр працює таким чином.The disk biofilter works as follows.

Стічна вода самопливом або під тиском подається в лоток б, а потім через його перфороване дно 7 на диски 4 верхнього барабана 2. При виході води із лотка з перфорованим дном, у ній здійснюється процес окислення органічних забруднень за рахунок її аерації.Waste water is fed by gravity or under pressure into the tray b, and then through its perforated bottom 7 to the disks 4 of the upper drum 2. When the water leaves the tray with the perforated bottom, the process of oxidation of organic pollutants is carried out in it due to its aeration.

Оброблена вода через щілини 5 між дисками всіх барабанів стікає вниз. При цьому барабани 2 з дисками 4 постійно обертаються з невеликою швидкістю, наприклад, 2-10 об/хв. за допомогою електродвигунів або інших пристроїв. На поверхні дисків 4 закріплюються і розвиваються колонії мікроорганізмів, що утворюють біоплівку, близьку за видовим складом до біоплівки біофільтрів з об'ємним завантаженням. При стіканні води по змочувальній частині поверхні дисків 4 з біоплівкою на ній, в рідкій фазі здійснюється процес сорбції нерозчинених, колоїдних і розчинених органічних забруднень, що містяться в оброблюваній стічній воді. Під час стікання води збільшується масообмін між водою і повітрям за рахунок турболентності тонких струменів води, яка рухається в щілинах з хвилеподібною поверхнею біоплівки на ній. При цьому вода додатково поглинає кисень, який окислює в ній забруднення При повороті дисків 4 біоплівка потрапляє на повітря, де відбувається додаткове інтенсивне поглинання кисню і окислення сорбованих забруднень і т.д.Treated water flows down through the slits 5 between the discs of all drums. At the same time, the drums 2 with disks 4 are constantly rotating at a low speed, for example, 2-10 rpm. using electric motors or other devices. On the surface of disks 4, colonies of microorganisms are fixed and develop, forming a biofilm, similar in species composition to the biofilm of biofilters with volume loading. When water runs down the wetting part of the surface of discs 4 with a biofilm on it, the process of sorption of undissolved, colloidal and dissolved organic pollutants contained in the treated wastewater is carried out in the liquid phase. During the flow of water, the mass exchange between water and air increases due to the turbulence of thin jets of water, which moves in the gaps with a wave-like surface of the biofilm on it. At the same time, the water additionally absorbs oxygen, which oxidizes the pollution in it. When turning the disks 4, the biofilm enters the air, where additional intensive absorption of oxygen and oxidation of sorbed pollution, etc., takes place.

Все це інтенсифікує процес розкладання забруднень на нешкідливі з'єднання.All this intensifies the process of decomposition of pollutants into harmless compounds.

Очищена вода стікає в нижню частину корпусу 1 і відводиться через патрубок 11 за (516) призначенням.Purified water flows into the lower part of the housing 1 and is discharged through the nozzle 11 according to (516) purpose.

Саме тому дане технічне рішення у сукупності з новими суттєвими ознаками забезпечує підвищення його надійності і ефективності.That is why this technical solution, in combination with new essential features, ensures an increase in its reliability and efficiency.

Claims

USEFUL MODEL FORMULA

1. A disk biofilter containing a housing, a disk drum that can be rotated around its axis, a tray for supplying water, which is characterized by the fact that several disk drums are located one above the other in the housing, the disks of which fit into the gaps between the disks of other disk drums, while forming nozzles are placed between the discs, which are fixed on the body, in addition, the tray for supplying water is placed above the upper drum.

2. Disc biofilter according to claim 1, which is characterized by the fact that the tray for supplying water is placed above a part of the wetting surface of the disc drums, while the bottom of the tray is perforated and the area of the perforation holes decreases in the direction of rotation of the disc drums.

3. Disc biofilter according to claim 1, which is characterized by the fact that the forming nozzles are placed in the gaps between the discs along their transverse horizontal axes and their thickness exceeds the thickness of the discs, the surface of the nozzles is wavy. 7 but Dettttttt - 5 dae and Z: vot g la p. OK what o o : Gone. ee o and | shen S id Pe Nk KZ . more ; x I Her X djtit BUT NN o. s y y I XX y che keV | St. J. O. With more about K K b K C 1-ty s and I. I You o. oh oh . Y OO 4 y y x ХХ ХУ, I Z and ШЧ EE. with In :

her. oh her and oh . І и о ий шт є: s є о (і р Го є є - in KE OK V an she EE p -2 ше II и " о і в і | ше

Fig. 1

"SHE

-

sOoplKa s And her I. I am"

Fig. Z 7 !/ B- V i M Vu ky s ii. by

Fig. 4